【正文】 i =i it1236 / 65得 i = i =3)初步估計齒輪模數(shù) m=小齒輪 Z =27 1大齒輪 Z = i Z12 = 27? =41b =17mm b =20mm12d =mZ1 = 27?= d = mZ2= 41?=(mm) a =12d? = =(mm)小齒輪 Z =30 3大齒輪Z4 = i Z23 = 30?=49 b =26mm b =28mm34d = mZ337 / 65 = 30? =(mm) d = mZ4= 49?=(mm) a =243d? = =(mm)4 轉動慣量計算工作臺質量折算到電機軸上的轉動慣量：J =( )25)穩(wěn)定驗算34 / 65機床的進給絲杠通常是軸向力的壓桿，若軸向力過大，將使絲杠失去穩(wěn)定而產生彎曲，依據(jù)《材料力學》中的歐拉公式計算F =K2)(LZJ??式中截面慣性矩，對實心圓柱 J= 641d? = ? = (N ? =177。 ZFLm0??2L =6 mm= cm 0E=2110 N/cm 26F= 2π2（d=( ) 沒寫=(cm )2△L1=177。22′由[3]可知η= )tan(??v33 / 65 = )0124tan(???=滾珠絲杠的傳動效率高，這可使絲杠副的溫度變化較小，對減小熱變形，提高剛度、強度都起了很大作用。m)12③由[5]表 107 選出齒寬系數(shù) =?④由[5]表 106 查得材料的彈性影響系數(shù) Z =189MPaE21⑤由[5]圖 1021d（按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度）=600MPa 大齒輪的接觸疲勞強度極限1limH?27 / 65=550MPa2limH?⑥由[5]1013 計算應力循環(huán)次數(shù)N =60n jh31=60 1 （2 8 300 15）??= 10 9N =423i = 9?= 10 9⑦由[5]圖 1019 查得接觸疲勞壽命系數(shù) K = K =⑧計算接觸疲勞許用應力取失效概率為 1%安全系數(shù) S=1 由式（1012） ，得[ ] =H?3SHN3lim= 16095.?=570(MPa) [ ] =H?4SKHN4lim = 1509.? =( MPa)(2)計算①試算小齒輪分度園直徑 d 帶入[ ] 中較小的值tH?d t3 231])([???=?2)(.??28 / 65=(mm)②計算圓周速度 vv= 1062?ndt?= =(m/s)③計算齒寬 b= td1?= ?=(mm)④計算齒寬與齒高之比 b/h模數(shù) m =t3Zdt = =(mm)齒高 h= t = ? =(mm)=?⑤計算載荷系數(shù)根據(jù) v=[5]圖 108 得 動載系數(shù) K =直齒輪 假設 〈 100 N/mm 由表 103 得 K = K = ?HF由表 102 得，使用系數(shù) K =1A29 / 65由表 104 得 7 級精度小齒輪相對支承懸臂布置時K =+ （1+ ） + 10 b?H?2d??2d3?? =+ （1+ ） + 10 =由 = ， K = 查圖 1013 得 K =?H?F故載荷系數(shù)K=K K K KAv?H?=1 ?=⑦按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度園直徑，由式（1010a） ，得d =d3ttK=?=(mm)⑧計算模數(shù) mm= 3Zd= =(mm)5)按齒根彎曲強度設計由式（105）得彎曲強度的設計公式m 32][FdSaZYKT???(1)確定公式內的各計算值①由圖 1020C 查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 =500MPa,大齒輪的彎曲疲勞強度極3FZ限 =380MPa4FZ?30 / 65②由圖 1018 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) K = K =③計算彎曲疲勞許用應力=[ ] =F?3SFZN3= ?=300(MPa)[ ] =F?4SKFZN4 = .13806? =(MPa)④計算載荷系數(shù)K=K K K KAV?F? =1 ?=⑤查取齒形系數(shù)由表 105 查得 Y = Y =⑥查取應力校正系數(shù)由表 105 查得 Y = Y =⑦計算大，小齒輪的 并加以比較][F?=3][? ==4][FSa?? =31 / 65大齒輪數(shù)值大(2)設計計算m 31][2FdSaZYKT???= 32)30(?=對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度多決定的承載能力，而齒面接觸強度多決定的承載能力，僅與只論直徑歸類，可取由彎曲強度算得的模數(shù) 〈m ，m=故齒輪強度適合 縱向（X 向）設計計算 滾珠絲杠設計計算1)強度計算對于燕尾型導軌的牽引力計算F =KF +f,(F +2F +G)mXZY取 K= f,=考慮工作臺在移動過程中只受 G 影響故 F =fG1m=200=40(N)考慮工作臺在加工時靜止只受 FX影響故 F = KF2mX= = (N)32 / 65取 F = Fmax22) 計算最大動載荷 C初選螺母副導程 L0=6mm絲杠的轉速 n=100r/min L= 610nT??2查 [2]表 67 取 T=15000 hL= 6 = 105?=90考慮滾珠絲杠在運轉過程中有沖擊振動和考慮滾珠絲杠的硬度對壽命的影響。m)③由[5]表 107 選出齒寬系數(shù) =?④由[5]表 106 查得材料的彈性影響系數(shù) Z =189MPaE21⑤由[5]圖 1021d（按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度）=600MPa 大齒輪的接觸疲勞強度極限1limH?=550MPa 小齒輪的接觸疲勞強度極限2li⑥由[5]1013 計算應力循環(huán)次數(shù)N =60n j h1=60 833 1 （2 8 300 15）??= 10 9N =21i= 9?= 10 9⑦由[5]圖 1019 查得接觸疲勞壽命系數(shù) K = K =⑧計算接觸疲勞許用應力取失效概率為 1%安全系數(shù) S=1 由式（1012） ，得[ ] =H?1SHN1lim1= 6092.?=552(MPa) [ ] =H?2SKHN2lim2 = 15096.? =528( MPa)23 / 65(2)計算①試算小齒輪分度園直徑 d 帶入[ ] 中較小的值tH?d t1 21])([??? =?2)58(..??=(mm)②計算圓周速度 vv= 106?ndt?= 83.=(m/s)③計算齒寬 b= td1?= ?=(mm)④計算齒寬與齒高之比 b/h模數(shù) m =t1Zdt =(mm)齒高 h= t = ? =(mm) =6?⑤計算載荷系數(shù)24 / 65根據(jù) v=[5]圖 108 得 動載系數(shù) K =直齒輪 假設 〈 100 N/mm 由表 103 得 K = K = ?HF由表 102 得，使用系數(shù) K =1A由表 104 得 7 級精度小齒輪相對支承懸臂布置時K =+ （1+ ） + 10 b?H?2d??2d3??=由 = ，K = 查圖 1013 得 K =?H?F故 載荷系數(shù)K=K K KA?H?=1 ?=⑥按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度園直徑，由式（1010a） ，得d =d1t3tK=?=(mm)⑦計算模數(shù) mm= 1Zd= =(mm)3)第一對齒輪按齒根彎曲強度設計由式（105）得彎曲強度的設計公式m 31][2FdSaZYKT???25 / 65(1)確定公式內的各計算值①由圖 1020C 查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 =500MPa,大齒輪的彎曲疲勞強度極1FZ?限 =380MPa2FZ?②由圖 1018 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) K = K =③計算彎曲疲勞許用應力=[ ]=1F?SFZN1= ?=(MPa)[ ]=2F?SKFZN2 = ? =(MPa)④計算載荷系數(shù)K=K K K KAV?FR =1 ?=⑤查取齒形系數(shù)由表 105 查得 Y = Y =⑥查取應力校正系數(shù)由表 105 查得 Y = Y =⑦計算大，小齒輪的 并加以比較][F?=1][?26 / 65 ==2][FSaY?? =大齒輪數(shù)值大(2)設計計算m 31][2FdSaZYKT???= 32)7(?=對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度多決定的承載能力，而齒面接觸強度多決定的承載能力，僅與只論直徑歸類，可取由彎曲強度算得的模數(shù) 〈m m=故 齒輪強度適合。cm)為滿足最小步進距要求，電動機選用三相三拍工作方式查表 72 知 =M ==( Ncm)由上分析計算可知21 / 65所需最大力矩 M 發(fā)生切削啟動時 M=M = Ncm)M =tiLFX??20= ?=所以快速啟動時所需力矩M=M +M +Mmaxf0=++=(Ncm2)所需轉動力矩快速空載時所需的力矩 M=M +M +Mmaxf0當 n=n 時 M =Mmaxaxn =max0Liv= 6251?=(r/min)M =?TJn20 / 65 = 未 ?=(Ncm)M =fiwL??20?= .?=(Ncm2) J = 10 P L4Z?4?=104()4=(Ncm2) J = 10 P L2Z?4?=104()42=(Ncm2)絲杠的轉動慣量Js= 10 P L4?=1042448=(N22′滾道圓弧偏心距 e —— 絲杠大徑 d —— ——絲杠小徑 d1 d =d +絲杠長度 S S〈700 ——螺母大徑 D —— 45螺母小徑 D0 —— ——螺母長度 —— 58（2 列）17 / 65 = ?=2)初步分配傳動比由 [2]按獲得最小轉動慣量的原則分配傳動比i =i it12 i =2得 i = i =3)初步估計齒輪模數(shù) m=小齒輪 Z =27 1大齒輪 Z = i Z12 = 27? =41b =17mm b =20mm12d =mZ1 = 27?= d = mZ2= 41?=(mm) a =12d?